In meinem letzten Artikel habe ich erzaehlt, wie mein erster Prototyp entstanden ist. Heute geht es um die naechste Etappe.
Ein paar Monate vergehen. Ich arbeite an der Software und an einer Oberflaeche zum Steuern, mit einem klaren Ziel: das Ganze angenehmer machen. Parallel suche ich nach Wegen fuer den naechsten Prototypen.
Eine Stufe hoeher
Der erste Prototyp funktioniert, mein Sohn liebt ihn, meine Schwester will auch einen fuer ihre Kinder. Aber eine handverleimte Holzkiste mit einem Raspberry Pi drin ist nicht gerade das Praktischste, was es gibt.
Sich an 3D-Modellierung wagen
Vor Jahren habe ich mal ein bisschen mit Blender rumgespielt. Jetzt ist der Moment, das wieder aus der Schublade zu holen. Ich habe ueberhaupt keine Ahnung, worauf ich mich da einlasse, und null Strategie. Das ist der Anfang eines Zyklus, den ich noch oft erleben werde: lernen, probieren, mich verlieren, neu ausrichten.
Bei diesem ersten Versuch will ich zu viel auf einmal. Ich entwerfe 3D-gedruckte Halterungen fuer alle Sensoren und Bauteile, mit Holzplatten als Aussenhuelle obendrauf. Sperrig.
Jede Menge Komponenten: LEDs, Sensoren und ein drehbarer Teller oben drauf. Die Idee: das Ganze wie einen Plattenspieler funktionieren lassen, mit Holzscheiben, die unten einen NFC-Sticker und eingelassene Magnete zum Ausrichten haben, und die sich dann ueber einen kleinen Motor drehen, sobald der NFC-Leser sie erkennt. Der Vorteil: Man kann einfach eine Figur draufstellen (ich habe ein paar Faba-Figuren rumliegen), eine NFC-Karte im Yoto-Stil nutzen oder sogar billige Karten von Amazon.
Ich bestelle Holzscheiben online und bohre sie, nachdem ich eine Schablone gedruckt habe, mit der ich die Magnete gleichmaessig verteilen kann. Die Magnete halten die Scheibe an Ort und Stelle und drehen sie ueber einen ebenfalls magnetischen Innenteller, der von einem Motor angetrieben wird.
Auf dem Papier klingt das super. Das Projekt ist noch ein reines Hobby und, ehrlich gesagt, ich verzettele mich ein bisschen, springe von einer Idee zur naechsten, ohne festen Plan.
Blender ist eine grossartige Software fuer Animation und Rendering, aber technische Objekte mit praezisen Massen und mechanischen Anforderungen zu modellieren, ist damit ein Krampf.
Die Komponenten zusammenfuegen
Parallel zur Modellierung mache ich mich an die naechste Baustelle: alle elektronischen Bauteile zusammenbringen, die in die Music Box rein sollen. NFC-Leser, Audio-Verstaerker, Lautsprecher, Sensoren... alles ueber ein Breadboard verkabelt, um zu testen, ob das Ganze zusammen funktioniert.
Ein schoenes Kabelchaos, aber damit kann ich pruefen, dass alle Bauteile miteinander funktionieren, bevor ich zu etwas Sauberem uebergehe.
Dann gehe ich den naechsten Schritt: eine eigene Platine entwerfen, um das Breadboard zu ersetzen und alle Bauteile sauberer zu verbinden. Dafuer entwerfe ich meine erste PCB in EasyEDA.
Ich bin ziemlich zufrieden mit dem Ergebnis. Ich packe sogar einen LED-Ring dazu, um den Teller herum zu animieren.
Hardware-Knoten
In der Zwischenzeit haengt es an mehreren Stellen. Der Audio-HAT von Adafruit hat nicht immer Treiber, die mit der aktuellen Version von Raspberry Pi OS klarkommen. Bei jedem Update muss ich alles neu pruefen, basteln und manchmal eine aeltere Version installieren, damit es wieder laeuft.
Auch der PN532 macht mir das Leben schwer. Die Reichweite haengt stark von der Antenne ab, vom Abstand und von den Stoerungen anderer Bauteile direkt daneben. Ich verbringe Abende damit, die Position des Lesers und den Abstand zur NFC-Karte zu optimieren, um zuverlaessige Lesungen zu bekommen.
Das kostet Zeit, aber ich lerne dabei, hardware-nahe Probleme wirklich tief zu debuggen.
Innehalten und nachdenken
Die eigene Platine funktioniert, mehr oder weniger. Aber irgendwann frage ich mich, ob ich nicht auf dem Holzweg bin. Die ganze Komplexitaet im Modell, die immer mehr Komponenten, ein Gehaeuse, das schwer und schwierig zu montieren wird... Ich schlage eine andere Richtung ein: vereinfachen.
Ich habe gerade Shapr3D entdeckt, eine Modellierungssoftware, die fuer diese Art von Arbeit viel besser passt. Ich beschliesse, die Modellierung komplett neu aufzusetzen: eine 3D-gedruckte Struktur, gedacht wie die Kanten eines Wuerfels, in die lasergeschnittene Platten eingesetzt werden.
So komme ich zu einem funktionierenden Gehaeuse mit Buttons, um durch die Stuecke zu navigieren. Die Software hat sich auch weiterentwickelt: Ich kann jetzt eine Playlist pro NFC-Tag verwalten und nicht mehr nur einen einzelnen Titel.
Was ich daraus mitnehme
Der drehbare Teller, die eigene Platine, die Holzscheiben: nichts davon landet in diesem Prototypen. Aber jeder dieser Umwege bringt mir etwas. Blender fuehrt mich in 3D ein. EasyEDA gibt mir einen ersten Einblick in Schaltungsdesign. Die Magnete und der Motor konfrontieren mich mit den Tuecken der physischen Welt.
Diese Umwege haben mir geholfen, verschiedene Bereiche zu erkunden und jeden davon besser zu verstehen.
Ich habe jetzt einen funktionierenden Prototypen, ein besseres Verstaendnis fuer Modellierung und Elektronik und Lust auf mehr. Zeit, den Prototypen wieder weiterzuentwickeln und die Probleme zu loesen, auf die ich gestossen bin.